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高并发缓存写数据库

发布时间: 2022-04-28 16:58:49

㈠ 如何处理数据库并发问题

想要知道如何处理数据并发,自然需要先了解数据并发。

什么是数据并发操作呢?
就是同一时间内,不同的线程同时对一条数据进行读写操作。

在互联网时代,一个系统常常有很多人在使用,因此就可能出现高并发的现象,也就是不同的用户同时对一条数据进行操作,如果没有有效的处理,自然就会出现数据的异常。而最常见的一种数据并发的场景就是电商中的秒杀,成千上万个用户对在极端的时间内,抢购一个商品。针对这种场景,商品的库存就是一个需要控制的数据,而多个用户对在同一时间对库存进行重写,一个不小心就可能出现超卖的情况。

针对这种情况,我们如何有效的处理数据并发呢?

第一种方案、数据库锁
从锁的基本属性来说,可以分为两种:一种是共享锁(S),一种是排它锁(X)。在Mysql的数据库中,是有四种隔离级别的,会在读写的时候,自动的使用这两种锁,防止数据出现混乱。

这四种隔离级别分别是:

读未提交(Read Uncommitted)
读提交(Read Committed)
可重复读(Repeated Read)
串行化(Serializable)
当然,不同的隔离级别,效率也是不同的,对于数据的一致性保证也就有不同的结果。而这些可能出现的又有哪些呢?

脏读(dirty read)

当事务与事务之间没有任何隔离的时候,就可能会出现脏读。例如:商家想看看所有的订单有哪些,这时,用户A提交了一个订单,但事务还没提交,商家却看到了这个订单。而这时就会出现一种问题,当商家去操作这个订单时,可能用户A的订单由于部分问题,导致数据回滚,事务没有提交,这时商家的操作就会失去目标。

不可重复读(unrepeatable read)

一个事务中,两次读操作出来的同一条数据值不同,就是不可重复读。

例如:我们有一个事务A,需要去查询一下商品库存,然后做扣减,这时,事务B操作了这个商品,扣减了一部分库存,当事务A再次去查询商品库存的时候,发现这一次的结果和上次不同了,这就是不可重复读。

幻读(phantom problem)

一个事务中,两次读操作出来的结果集不同,就是幻读。

例如:一个事务A,去查询现在已经支付的订单有哪些,得到了一个结果集。这时,事务B新提交了一个订单,当事务A再次去查询时,就会出现,两次得到的结果集不同的情况,也就是幻读了。

那针对这些结果,不同的隔离级别可以干什么呢?

“读未提(Read Uncommitted)”能预防啥?啥都预防不了。

“读提交(Read Committed)”能预防啥?使用“快照读(Snapshot Read)”方式,避免“脏读”,但是可能出现“不可重复读”和“幻读”。

“可重复读(Repeated Red)”能预防啥?使用“快照读(Snapshot Read)”方式,锁住被读取记录,避免出现“脏读”、“不可重复读”,但是可能出现“幻读”。

“串行化(Serializable)”能预防啥?有效避免“脏读”、“不可重复读”、“幻读”,不过运行效率奇差。

好了,锁说完了,但是,我们的数据库锁,并不能有效的解决并发的问题,只是尽可能保证数据的一致性,当并发量特别大时,数据库还是容易扛不住。那解决数据并发的另一个手段就是,尽可能的提高处理的速度。

因为数据的IO要提升难度比较大,那么通过其他的方式,对数据进行处理,减少数据库的IO,就是提高并发能力的有效手段了。

最有效的一种方式就是:缓存
想要减少并发出现的概率,那么读写的效率越高,读写的执行时间越短,自然数据并发的可能性就变小了,并发性能也有提高了。

还是用刚才的秒杀举例,我们为的就是保证库存的数据不出错,卖出一个商品,减一个库存,那么,我们就可以将库存放在内存中进行处理。这样,就能够保证库存有序的及时扣减,并且不出现问题。这样,我们的数据库的写操作也变少了,执行效率也就大大提高了。

当然,常用的分布式缓存方式有:Redis和Memcache,Redis可以持久化到硬盘,而Memcache不行,应该怎么选择,就看具体的使用场景了。

当然,缓存毕竟使用的范围有限,很多的数据我们还是必须持久化到硬盘中,那我们就需要提高数据库的IO能力,这样避免一个线程执行时间太长,造成线程的阻塞。

那么,读写分离就是另一种有效的方式了
当我们的写成为了瓶颈的时候,读写分离就是一种可以选择的方式了。

我们的读库就只需要执行读,写库就只需要执行写,把读的压力从主库中分离出去,让主库的资源只是用来保证写的效率,从而提高写操作的性能。

㈡ 高并发性的数据库操作-Mysql

使用SELECT LAST_INSERT_ID() 函数就可以,因为LAST_INSERT_ID是基于Connection的,只要每个线程都使用独立的 Connection对象,LAST_INSERT_ID函数将返回该Connection对AUTO_INCREMENT列最新的insert or update 操作生成的第一个record的ID。这个值不能被其它客户端(Connection)影响,保证了你能够找回自己的 ID 而不用担心其它客户端的活动,而且不需要加锁。使用单INSERT语句插入多条记录, LAST_INSERT_ID返回一个列表。

㈢ 如何在高并发环境下设计出无锁的数据库操作

一个在线2k的游戏,每秒钟并发都吓死人。传统的hibernate直接插库基本上是不可行的。我就一步步推导出一个无锁的数据库操作。

1. 并发中如何无锁。
一个很简单的思路,把并发转化成为单线程。Java的Disruptor就是一个很好的例子。如果用java的concurrentCollection类去做,原理就是启动一个线程,跑一个Queue,并发的时候,任务压入Queue,线程轮训读取这个Queue,然后一个个顺序执行。
在这个设计模式下,任何并发都会变成了单线程操作,而且速度非常快。现在的node.js, 或者比较普通的ARPG服务端都是这个设计,“大循环”架构。
这样,我们原来的系统就有了2个环境:并发环境 + ”大循环“环境
并发环境就是我们传统的有锁环境,性能低下。
”大循环“环境是我们使用Disruptor开辟出来的单线程无锁环境,性能强大。

2. ”大循环“环境 中如何提升处理性能。
一旦并发转成单线程,那么其中一个线程一旦出现性能问题,必然整个处理都会放慢。所以在单线程中的任何操作绝对不能涉及到IO处理。那数据库操作怎么办?
增加缓存。这个思路很简单,直接从内存读取,必然会快。至于写、更新操作,采用类似的思路,把操作提交给一个Queue,然后单独跑一个Thread去一个个获取插库。这样保证了“大循环”中不涉及到IO操作。

问题再次出现:
如果我们的游戏只有个大循环还容易解决,因为里面提供了完美的同步无锁。
但是实际上的游戏环境是并发和“大循环”并存的,即上文的2种环境。那么无论我们怎么设计,必然会发现在缓存这块上要出现锁。

3. 并发与“大循环”如何共处,消除锁?
我们知道如果在“大循环”中要避免锁操作,那么就用“异步”,把操作交给线程处理。结合这2个特点,我稍微改下数据库架构。
原本的缓存层,必然会存在着锁,例如:
public TableCache
{
private HashMap<String, Object> caches = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
}
这个结构是必然的了,保证了在并发的环境下能够准确的操作缓存。但是”大循环“却不能直接操作这个缓存进行修改,所以必须启动一个线程去更新缓存,例如:
private static final ExecutorService EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
EXECUTOR.execute(new LatencyProcessor(logs));
class LatencyProcessor implements Runnable
{
public void run()
{
// 这里可以任意的去修改内存数据。采用了异步。
}
}
OK,看起来很漂亮。但是又有个问题出现了。在高速存取的过程中,非常有可能缓存还没有被更新,就被其他请求再次获取,得到了旧的数据。

4. 如何保证并发环境下缓存数据的唯一正确?
我们知道,如果只有读操作,没有写操作,那么这个行为是不需要加锁的。
我使用这个技巧,在缓存的上层,再加一层缓存,成为”一级缓存“,原来的就自然成为”二级缓存“。有点像CPU了对不?
一级缓存只能被”大循环“修改,但是可以被并发、”大循环“同时获取,所以是不需要锁的。
当发生数据库变动,分2种情况:
1)并发环境下的数据库变动,我们是允许有锁的存在,所以直接操作二级缓存,没有问题。
2)”大循环“环境下数据库变动,首先我们把变动数据存储在一级缓存,然后交给异步修正二级缓存,修正后删除一级缓存。
这样,无论在哪个环境下读取数据,首先判断一级缓存,没有再判断二级缓存。
这个架构就保证了内存数据的绝对准确。
而且重要的是:我们有了一个高效的无锁空间,去实现我们任意的业务逻辑。

最后,还有一些小技巧提升性能。
1. 既然我们的数据库操作已经被异步处理,那么某个时间,需要插库的数据可能很多,通过对表、主键、操作类型的排序,我们可以删除一些无效操作。例如:
a)同一个表同一个主键的多次UPdate,取最后一次。
b)同一个表同一个主键,只要出现Delete,前面所有操作无效。
2. 既然我们要对操作排序,必然会存在一个根据时间排序,如何保证无锁呢?使用
private final static AtomicLong _seq = new AtomicLong(0);
即可保证无锁又全局唯一自增,作为时间序列。

㈣ 数据库高并发写入,怎么降低数据库的压力

改善IO性能,例如大缓存,使用磁盘阵列等
分散压力:服务器集群,负载均衡,读写分离、数据库分片等。

㈤ 如何处理大量数据并发操作

处理大量数据并发操作可以采用如下几种方法:

1.使用缓存:使用程序直接保存到内存中。或者使用缓存框架: 用一个特定的类型值来保存,以区别空数据和未缓存的两种状态。

2.数据库优化:表结构优化;SQL语句优化,语法优化和处理逻辑优化;分区;分表;索引优化;使用存储过程代替直接操作。

3.分离活跃数据:可以分为活跃用户和不活跃用户。

4.批量读取和延迟修改: 高并发情况可以将多个查询请求合并到一个。高并发且频繁修改的可以暂存缓存中。

5.读写分离: 数据库服务器配置多个,配置主从数据库。写用主数据库,读用从数据库。

6.分布式数据库: 将不同的表存放到不同的数据库中,然后再放到不同的服务器中。

7.NoSql和Hadoop: NoSql,not only SQL。没有关系型数据库那么多限制,比较灵活高效。Hadoop,将一个表中的数据分层多块,保存到多个节点(分布式)。每一块数据都有多个节点保存(集群)。集群可以并行处理相同的数据,还可以保证数据的完整性。

拓展资料:

大数据(big data),指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

在维克托·迈尔-舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样捷径,而采用所有数据进行分析处理。大数据的5V特点(IBM提出):Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)。

㈥ 怎么提高数据库高峰时访问的并发能力

1:首先需要有非常良好的网络带宽,若有上万人同时录入数据的普通的Web信息管理系统,至少需要10M左右的网络带宽,而且网通、电信的主干网都有接入比较好,否则全国各地的网络情况都不太一样,有的城市录入数据时可能会遇到网络非常缓慢的情况,甚至到无法忍受的程度。

2:须有一台牛X的Web服务器 + 一台牛X的数据库服务器(备注接近顶配的奢侈硬件服务器非个人PC),由于是需要录入1000万条以上数据,最好采用Oracle数据库比较理想一些,经得起考验一些。

3:需要进行适当的内存缓存优化策略,不能所有的数据库都依靠SQL数据库的方式把压力放在数据库服务器上,尽量多使用内存的方式处理数据。

4:需要一个牛X的,经得起考验的数据库访问层,因为每秒都有可能成千上万的人在访问,若是质量不良好的数据库访问组件、或者不稳定的数据库访问组件,更容易导致系统崩溃、或者占用非常庞大的内存,最后容易导致整个系统的崩溃。

5:需要优化分页存取数据功能,应为有可能会有1000万条数据,若分页读取数据的功能没能优化到最高,也很容易导致系统的崩溃,因为上万人万一在同一时间,或者接近同一时间点了查询某页数据时,那系统就真崩溃了,分页存取数据一定需要做到极致才可以。

6:需要进行数据库索引优化,有索引和没索引的性能差距有时候会是100倍,大数据量时可能会有1000倍都有可能,数据库索引优化到极致了更容易得到运行顺畅的信息管理系统。

7:严谨高效的数据库事务处理,由于高并发,并且有些单据是需要同时写入多个表,需要保证数据库的一致性,要么全部成功,要么全部失败重新录入数据,所以需要一个高效的数据库事务处理机制的配合。

8:所有的系统的操作日志、异常信息都需要完整的记录下来,当系统发生一些故障时,可以快速排查问题,对正确诊断系统发生的故障的原因做分析参考用。

9:需要经常检测系统的各项指标、例如各服务器的内存使用情况、CPU使用情况、网络带宽使用情况,高峰时的各个参数是什么情况、系统不繁忙时的情况等,若服务器快承受不了压力了,就得马上增加负载均衡的服务器,网络带宽不够了需要增加等等,总不能等系统崩溃了再去做这些事情。

10:每个页面的HTML、JS都进行优化,若某个页面多余发了100个字符的垃圾HTML代码,那1万人每天获得100次,那得占用多少网络带宽,100×100×1万个字符的多余HTML被网络上传输了,要知道接入主干网的网络资源是多么宝贵,费用是多么昂贵。

11:HTML、JS等都可以考虑用压缩模式传输,那样网络传输效率会更高一些。

12:由于全国各地上万人,会有各种各样的人,这些人也未必全是好人,可能某些人心情不好,或者其他什么的,可能就会攻击我们的软件系统破坏数据,这些也可能是由于好奇心导致的,所以系统需要有严格的权限管理控制,不应该进入的页面绝对不能进入,不应该看的数据绝对不让看,不能操作的功能绝对不让多操作,一方面防止没必要的多余的麻烦,另一方面也可以减少系统被攻击破坏的可能性。

㈦ 现在有哪些技术能够提高.Net的并发和缓存

这些并发,可以通过增加应用服务器来达到,缓存可以使用 "System.Web.Caching.Cache"来增加,由于目前不知道增加这些并发和缓存的作用,所以下面只能列举常用的方法给你哦!

一、缓解数据库读取压力

这个缓存机制使用的是.Net本身提供的缓存功能,System.Web.Caching.Cache
这个方案可以解决一般访问量不是很大的站点的需求,更高一级的,可以通过增加Web园工作进程来达到提升性能的需求,而且这个方案里面,已经解决多进程下缓存同步的问题。

更高层次的缓存只用到内存数据库如:Redis Memcached ...

由于增加了缓存服务,可以解决大部分高并发访问需求。

二、缓解Web服务器压力

1 增加公用资源文件访问CDN (将 js pic 这些站点必须的文件采用公用CDN)

2 使用单独的文件服务器

3 增加web服务器进行负载均衡设计

三、缓解数据库压力

    数据库读写分离处理

    --------------------------

    请采纳!

㈧ 新人求助,大数据量高并发情况下写入数据库问题

1、如果硬件允许搞个读写分离。
2、读取数据的时候采用脏读方式,有效提高读取性能
3、插入的时候大批量比如10W条,可以分开10次1W插入,有效提高写入性能,但尽量不要1条1条来,会造成大量事务日志

㈨ java高并发是什么意思,高并发的解释

1、在java中,高并发属于一种编程术语,意思就是有很多用户在访问,导致系统数据不正确、糗事数据的现象。并发就是可以使用多个线程或进程,同时处理不同的操作。